<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="no"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" article-type="research-article">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Appl. Math. Stat.</journal-id>
<journal-title>Frontiers in Applied Mathematics and Statistics</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Appl. Math. Stat.</abbrev-journal-title>
<issn pub-type="epub">2297-4687</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/fams.2017.00022</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Applied Mathematics and Statistics</subject>
<subj-group>
<subject>Original Research</subject>
</subj-group>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Scalability of Frames Generated by Dynamical Operators</article-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name><surname>Aceska</surname> <given-names>Roza</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1"><sup>1</sup></xref>
<xref ref-type="author-notes" rid="fn001"><sup>&#x0002A;</sup></xref>
<uri xlink:href="http://loop.frontiersin.org/people/304407/overview"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Kim</surname> <given-names>Yeon H.</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="aff2"><sup>2</sup></xref>
<uri xlink:href="http://loop.frontiersin.org/people/485396/overview"/>
</contrib>
</contrib-group>
<aff id="aff1"><sup>1</sup><institution>Department of Mathematical Sciences, Ball State University</institution>, <addr-line>Muncie, IN</addr-line>, <country>United States</country></aff>
<aff id="aff2"><sup>2</sup><institution>Department of Mathematics, Central Michigan University</institution>, <addr-line>Mount Pleasant, MI</addr-line>, <country>United States</country></aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by"><p>Edited by: Qiyu Sun, University of Central Florida, United States</p></fn>
<fn fn-type="edited-by"><p>Reviewed by: Bei Liu, Tianjin University of Science and Technology, China; Ernesto De Vito, Universit&#x000E0; di Genova, Italy</p></fn>
<fn fn-type="corresp" id="fn001"><p>&#x0002A;Correspondence: Roza Aceska <email>raceska&#x00040;bsu.edu</email></p></fn>
<fn fn-type="other" id="fn002"><p>This article was submitted to Mathematics of Computation and Data Science, a section of the journal Frontiers in Applied Mathematics and Statistics</p></fn></author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>07</day>
<month>11</month>
<year>2017</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2017</year>
</pub-date>
<volume>3</volume>
<elocation-id>22</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>31</day>
<month>08</month>
<year>2017</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>24</day>
<month>10</month>
<year>2017</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#x000A9; 2017 Aceska and Kim.</copyright-statement>
<copyright-year>2017</copyright-year>
<copyright-holder>Aceska and Kim</copyright-holder>
<license xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/"><p>This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) or licensor are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.</p></license>
</permissions>
<abstract><p>Let &#x0210D; be a separable Hilbert space, let <italic>G</italic> &#x02282; &#x0210D;, and let <italic>A</italic> be an operator on &#x0210D;. Under appropriate conditions on <italic>A</italic> and <italic>G</italic>, it is known that the set of iterations <inline-formula><mml:math id="M1"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>g</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>|</mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>g</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>g</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a frame for &#x0210D;. We call <italic>F</italic><sub><italic>G</italic></sub>(<italic>A</italic>) a dynamical frame for &#x0210D;, and explore further its properties; in particular, we show that the canonical dual frame of <italic>F</italic><sub><italic>G</italic></sub>(<italic>A</italic>) also has an iterative set structure. We explore the relations between the operator <italic>A</italic>, the set <italic>G</italic> and the number of iterations <italic>L</italic> which ensure that the system <italic>F</italic><sub><italic>G</italic></sub>(<italic>A</italic>) is a scalable frame. We give a general statement on frame scalability, and study in detail the case when <italic>A</italic> is a normal operator, utilizing the unitary diagonalization. In addition, we answer the question of when <italic>F</italic><sub><italic>G</italic></sub>(<italic>A</italic>) is a scalable frame in several special cases involving block-diagonal and companion operators.</p></abstract>
<kwd-group>
<kwd>dynamical sampling</kwd>
<kwd>frames</kwd>
<kwd>scalable frames</kwd>
<kwd>iterative actions of operators</kwd>
</kwd-group>
<counts>
<fig-count count="0"/>
<table-count count="0"/>
<equation-count count="36"/>
<ref-count count="14"/>
<page-count count="7"/>
<word-count count="4294"/>
</counts>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec sec-type="intro" id="s1">
<title>1. Introduction</title>
<p>The problem of generating frames by iterative actions of operators [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>] has emerged within the research related to the dynamical sampling problem [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>]. The conditions under which a frame generated by iterative actions of operators exists for a finite-dimensional or a separable Hilbert space have been stated in Aldroubi et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>]. If we have a frame, then a linear combination of a dual frame with the dynamically sampled coefficients reproduce the original signal. The natural follow-up questions to ask in this setup are: whether we can obtain a scalable [<xref ref-type="bibr" rid="B7">7</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>] frame under iterative actions, and if not, whether we can find a dual frame which preserves the dynamical structure.</p>
<p>Let <italic>A</italic> be an operator on a separable Hilbert space &#x0210D;. We consider a countable set of vectors <italic>G</italic> in &#x0210D;, and a function <italic>L</italic>:<italic>G</italic> &#x02192; &#x02115;<sub>0</sub>, where &#x02115;<sub>0</sub> &#x0003D; &#x02115;&#x0222A;{0}. Related to the iterated system of vectors</p>
<disp-formula id="E1"><label>(1)</label><mml:math id="M2"><mml:msubsup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x0007B;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>g</mml:mi></mml:mstyle><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>g</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>g</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x0007D;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>we answer the following two questions:</p>
<list list-type="simple">
<list-item><p>(Q1) For which matrices <italic>A</italic>, which sets <italic>G</italic>, and which limits of iterations <italic>L</italic> is system (Equation 1) a scalable frame for &#x0210D;?</p></list-item>
<list-item><p>(Q2) Assuming that system (Equation 1) is a frame for &#x0210D;, can we obtain a dual frame for Equation (1), perhaps by iterative actions of some operator?</p></list-item>
</list>
<p>The motivation for studying systems of type (Equation 1) comes from the <italic>dynamical sampling problem</italic> (DSP): Let the initial state of a dynamical system be represented by an unknown element <bold>f</bold> &#x02208; &#x0210D;. Say the initial state <bold>f</bold> is evolving under the action of an operator <italic>A</italic><sup>&#x0002A;</sup> to the states <inline-formula><mml:math id="M3"><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, where <bold>f</bold><sub>0</sub> &#x0003D; <bold>f</bold> and <inline-formula><mml:math id="M4"><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x02115;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>. Given a set of vectors <italic>G</italic> &#x02282; &#x0210D;, one can find conditions on <italic>A</italic>, <italic>G</italic> and <italic>L</italic> &#x0003D; <italic>L</italic>(<bold>g</bold>) which allow the recovery of the initial state <bold>f</bold> from the set of samples <inline-formula><mml:math id="M5"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02329;</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>g</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>&#x0232A;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>g</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>g</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>. In short, the problem of signal recovery via dynamical sampling is solvable if the set of vectors (Equation 1) is a frame for &#x0210D;, [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>]. In frame theory it is known that every frame has at least one dual frame; if <inline-formula><mml:math id="M6"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a frame for &#x0210D;, and its dual frame elements are <bold>h</bold><sub><bold>g</bold>, <italic>j</italic></sub>, then all <bold>f</bold> &#x02208; &#x0210D; are reconstructed as</p>
<disp-formula id="E2"><label>(2)</label><mml:math id="M7"><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>g</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>g</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x02329;</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>g</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>&#x0232A;</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mstyle><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>h</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>g</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
</sec>
<sec id="s2">
<title>2. Preliminaries</title>
<p>Throughout this paper &#x0210D; denotes a separable Hilbert space. Given an index set <italic>I</italic>, a sequence <italic>F</italic> &#x0003D; {<bold>f</bold><sub><italic>i</italic></sub>}<sub><italic>i</italic>&#x02208;<italic>I</italic></sub> of nonzero elements of &#x0210D; is a <italic>frame</italic> for &#x0210D;, if there exist 0 &#x0003C; <italic>A</italic> &#x02264; <italic>B</italic> &#x0003C; &#x0221E; such that</p>
<disp-formula id="E3"><label>(3)</label><mml:math id="M8"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle><mml:msup><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mo>&#x02329;</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x0232A;</mml:mo><mml:msup><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle><mml:msup><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;for&#x000A0;all&#x000A0;</mml:mtext><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mi>&#x0210D;</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>In finite dimensions, we find it useful to express frames as matrices, so we abuse the notation of <italic>F</italic> as follows: when dim &#x0210D; &#x0003D; <italic>n</italic>, a frame <italic>F</italic> &#x0003D; {<bold>f</bold><sub><italic>i</italic></sub>}<sub><italic>i</italic>&#x02208;<italic>I</italic></sub> for &#x0210D; is often represented by a <italic>n</italic> &#x000D7; <italic>k</italic> matrix <italic>F</italic>, whose column vectors are <bold>f</bold><sub><italic>i</italic></sub>, 1 &#x02264; <italic>i</italic> &#x02264; <italic>k</italic> (<italic>k</italic>&#x02265;<italic>n</italic>). The frame operator <italic>S</italic> &#x0003D; <italic>FF</italic><sup>&#x0002A;</sup> is then positive, self-adjoint and invertible.</p>
<p>For each frame <italic>F</italic> there exists at least one <italic>dual</italic> frame <italic>G</italic> &#x0003D; {<bold>g</bold><sub><italic>i</italic></sub>}<sub><italic>i</italic>&#x02208;<italic>I</italic></sub>, satisfying</p>
<disp-formula id="E4"><label>(4)</label><mml:math id="M9"><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mo>&#x02329;</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x0232A;</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>g</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mo>&#x02329;</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>g</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x0232A;</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;for&#x000A0;all&#x000A0;</mml:mtext><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mi>&#x0210D;</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>The matrix equation <italic>FG</italic><sup>&#x0002A;</sup> &#x0003D; <italic>GF</italic><sup>&#x0002A;</sup> &#x0003D; <italic>I</italic> is an equivalent expression to the frame representation (Equation 4). The set <inline-formula><mml:math id="M10"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>g</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is called the canonical dual frame.</p>
<p>Finding a dual frame can be computationally challenging; thus it is of interest to work with tight or scalable frames. We say that a frame is <italic>A</italic>-<italic>tight</italic> if <italic>A</italic> &#x0003D; <italic>B</italic> in Equation (3). When <italic>A</italic> &#x0003D; 1, we call <italic>F</italic> a Parseval frame. If a frame <italic>F</italic> &#x0003D; {<bold>f</bold><sub><italic>i</italic></sub>}<sub><italic>i</italic>&#x02208;<italic>I</italic></sub> is not tight, but we can find scaling coefficients <italic>w</italic><sub><italic>i</italic></sub> &#x02265; 0, <italic>i</italic> &#x02208; <italic>I</italic>, such that the scaled frame <italic>F</italic><sub><italic>w</italic></sub> &#x0003D; {<italic>w</italic><sub><italic>i</italic></sub><bold>f</bold><sub><italic>i</italic></sub>}<sub><italic>i</italic>&#x02208;<italic>I</italic></sub> is tight, then we call the original frame <italic>F</italic> a <italic>scalable</italic> frame. We note that the notion of scalability of a frame is defined for a unit-norm frame in [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>], but in this manuscript we do not require a scalable frame to be unit-norm. If the scaling coefficients <italic>w</italic><sub><italic>i</italic></sub> are positive for all <italic>i</italic> &#x02208; <italic>I</italic>, then we call the original frame <italic>F</italic> a <italic>strictly scalable</italic> frame.</p>
<p>Let <italic>I</italic> denote a finite or countable index set, let <italic>G</italic> &#x0003D; {<sub><bold>f</bold><sub><italic>s</italic></sub>}<italic>s</italic> &#x02208; <italic>I</italic></sub> &#x02282; &#x0210D; and let <italic>A</italic>:&#x0210D; &#x02192; &#x0210D; be a bounded operator. We call the collection</p>
<disp-formula id="E5"><label>(5)</label><mml:math id="M11"><mml:msubsup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mi>G</mml:mi><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>L</mml:mi></mml:mstyle></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mo>&#x0222A;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0007B;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x02026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x0007D;</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>a <italic>dynamical system</italic>, where <italic>L</italic><sub><italic>s</italic></sub> &#x02265; 0 (<italic>L</italic><sub><italic>s</italic></sub> may go to &#x0221E;) and <bold>L</bold> &#x0003D; (<italic>L</italic><sub><italic>s</italic></sub>)<sub><italic>s</italic>&#x02208;<italic>I</italic></sub> is a sequence of iterations related to the set <italic>G</italic>. The operator <italic>A</italic>, involved in generating the set Equation (5), is referred to as a <italic>dynamical operator</italic>. If <italic>A</italic> is fixed, then we use the notation <inline-formula><mml:math id="M12"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, and if <italic>G</italic> &#x0003D; {<bold>f</bold>} and <bold>L</bold> &#x0003D; {<italic>L</italic>}, then we label (Equation 5) by <inline-formula><mml:math id="M13"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>Note that in Aldroubi et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>], <bold>f</bold><sub><italic>s</italic></sub> are chosen to be the standard basis vectors, while in this manuscript, we allow the use of any nonzero vector <bold>f</bold><sub><italic>s</italic></sub> &#x02208; &#x0210D;. If Equation (5) is a frame for &#x0210D;, then we call <inline-formula><mml:math id="M14"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> a <italic>dynamical frame</italic>, generated by a dynamical operator <italic>A</italic>, set <italic>G</italic> and sequence of iterations <bold>L</bold>.</p>
</sec>
<sec id="s3">
<title>3. New results on dynamical frames</title>
<p><bold>Theorem 1</bold>. <italic>Let <italic>G</italic> &#x0003D; {<bold>f</bold><sub><italic>s</italic></sub>}<sub><italic>s</italic>&#x02208;<italic>I</italic></sub> &#x02282; &#x0210D;, where <italic>I</italic> is a countable index set, and assume that</italic> <inline-formula><mml:math id="M15"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <italic>is a frame for &#x0210D;, with frame operator <italic>S</italic>. The canonical dual frame of</italic> <inline-formula><mml:math id="M16"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <italic>is the dynamical frame</italic> <inline-formula><mml:math id="M17"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <italic>generated by operator</italic> <italic>B</italic> &#x0003D; <italic>S</italic><sup>&#x02212;1</sup><italic>AS</italic>, <inline-formula><mml:math id="M18"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>g</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <italic>and sequence of iterations <italic>L</italic>.</italic></p>
<p><italic>In addition, every <bold>f</bold> &#x02208; &#x0210D; can be reconstructed from the dynamical samples</italic> <inline-formula><mml:math id="M19"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02329;</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x0232A;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> <italic>via the frame reconstruction formula</italic></p>
<disp-formula id="E6"><label>(6)</label><mml:math id="M20"><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x02329;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x0232A;</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mstyle><mml:msup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>g</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p><italic>Proof:</italic> Let <inline-formula><mml:math id="M21"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be a frame for &#x0210D;, where <italic>G</italic> &#x0003D; {<bold>f</bold><sub><italic>s</italic></sub>}<sub><italic>s</italic>&#x02208;<italic>I</italic></sub> &#x02282; &#x0210D; and <italic>I</italic> is countable, and assume that <italic>S</italic> is the frame operator for <inline-formula><mml:math id="M22"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Then <italic>S</italic> is an invertible operator, and for any <inline-formula><mml:math id="M23"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> we have that <inline-formula><mml:math id="M24"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a canonical dual frame element, where <italic>s</italic> &#x02208; <italic>I</italic>, 0 &#x02264; <italic>j</italic> &#x02264; <italic>L</italic><sub><italic>s</italic></sub>. If we choose</p>
<disp-formula id="E7"><label>(7)</label><mml:math id="M25"><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>g</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:mtext>=</mml:mtext><mml:msup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>&#x000A0;</mml:mo><mml:mtext>and</mml:mtext><mml:mo>&#x000A0;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>then for all <italic>j</italic> &#x02265; 0 we have</p>
<disp-formula id="E8"><label>(8)</label><mml:math id="M26"><mml:msup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>g</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02026;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>g</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>g</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x025A1;</p>
<p><bold>Theorem 2</bold>. <italic>Let</italic> &#x0210D;<sub>1</sub> <italic>and</italic> &#x0210D;<sub>2</sub> <italic>be two separable Hilbert spaces. Let</italic> <italic>A</italic> <italic>be a bounded operator on</italic> &#x0210D;<sub>1</sub> <italic>and let</italic> <italic>B</italic>:&#x0210D;<sub>1</sub> &#x02192; &#x0210D;<sub>2</sub> <italic>be an invertible operator. Let</italic> <italic>I</italic> <italic>be a countable index set, and fix</italic> <italic>G</italic> &#x0003D; {<bold>f</bold><sub><italic>s</italic></sub>}<sub><italic>s</italic>&#x02208;<italic>I</italic></sub> &#x02282; &#x0210D;<sub>1</sub>. <italic>Set</italic> <bold>g</bold><sub><italic>s</italic></sub> &#x0003D; <italic>B</italic><bold>f</bold><sub><italic>s</italic></sub> &#x02208; &#x0210D;<sub>2</sub>, <italic>s</italic> &#x02208; <italic>I</italic>, <italic>and</italic> <italic>C</italic>: &#x0003D; <italic>BAB</italic><sup>&#x02212;1</sup>. <italic>For any set of iterations</italic> <bold>L</bold> &#x0003D; (<italic>L</italic><sub><italic>s</italic></sub>)<sub><italic>s</italic>&#x02208;<italic>I</italic></sub>, <italic>L</italic><sub><italic>s</italic></sub> &#x02265; 0, <italic>TFAE:</italic></p>
<list list-type="roman-lower">
<list-item><p>The set <inline-formula><mml:math id="M27"><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x0222A;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> is a frame for &#x0210D;<sub>1</sub>,</p></list-item>
<list-item><p>The set <inline-formula><mml:math id="M28"><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x0222A;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>g</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> is a frame for &#x0210D;<sub>2</sub>.</p></list-item>
</list>
<p><italic>Proof</italic>: Let <bold>g</bold><sub><italic>s</italic></sub> &#x0003D; <italic>B</italic><bold>f</bold><sub><italic>s</italic></sub> &#x02208; &#x0210D;<sub>2</sub>, <italic>s</italic> &#x02208; <italic>I</italic>, and set <italic>C</italic> &#x0003D; <italic>BAB</italic><sup>&#x02212;1</sup>. Note that <italic>C</italic><sup><italic>j</italic></sup> &#x0003D; <italic>BA</italic><sup><italic>j</italic></sup><italic>B</italic><sup>&#x02212;1</sup>, due to <italic>B</italic><sup>&#x02212;1</sup><italic>B</italic> &#x0003D; <italic>I</italic>. For any <inline-formula><mml:math id="M29"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x02282;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x0210D;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, we have</p>
<disp-formula id="E9"><label>(9)</label><mml:math id="M30"><mml:mi>B</mml:mi><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>B</mml:mi><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>g</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>g</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x02282;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x0210D;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>The operator <italic>B</italic> is invertible, thus <italic>BF</italic> is a frame if and only if <italic>F</italic> is a frame, so (i) and (ii) are equivalent.&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x025A1;</p>
<p>If the operator <italic>B</italic> occurring in Theorem 2 is unitary and &#x0210D;<sub>1</sub> &#x0003D; &#x0210D;<sub>2</sub>, then the property of scalability is preserved. We have:</p>
<p><bold>Corollary 1</bold>. <italic>Let</italic> <bold>f</bold><sub><italic>s</italic></sub> &#x02208; &#x0210D;, <italic>and set</italic> <inline-formula><mml:math id="M31"><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> <italic>for all</italic> <italic>s</italic> &#x02208; <italic>I</italic>, <italic>where <italic>I</italic> is a countable index set. Let <italic>A, R</italic> be two operators on a separable Hilbert space &#x0210D;, and let <italic>U</italic> be a unitary operator on &#x0210D;. If <italic>A</italic> &#x0003D; <italic>URU</italic><sup>&#x0002A;</sup>, then TFAE:</italic></p>
<list list-type="roman-lower">
<list-item><p><inline-formula><mml:math id="M32"><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x0222A;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> <italic>is a scalable frame for &#x0210D;,</italic></p></list-item>
<list-item><p><inline-formula><mml:math id="M33"><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x0222A;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> <italic>is a scalable frame for &#x0210D;</italic>.</p></list-item>
</list>
<p>In the next section, we exploit the simplicity of the unitary diagonalization of normal operators to give more explicit conditions on the normal operator <italic>A</italic> in order to ensure scalability of a frame of type <inline-formula><mml:math id="M34"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>L</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p>
<sec>
<title>3.1. Normal operators</title>
<p>Let <italic>A</italic> be a bounded operator on a separable Hilbert space &#x0210D;, and assume there exists a unitary operator <italic>U</italic>, and a diagonal operator <italic>D</italic> such that <italic>A</italic> &#x0003D; <italic>UDU</italic><sup>&#x0002A;</sup>. Let <inline-formula><mml:math id="M35"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and set <inline-formula><mml:math id="M36"><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <italic>s</italic> &#x02208; <italic>I</italic>, where <italic>I</italic> is countable. Since <italic>A</italic><sup><italic>j</italic></sup> &#x0003D; <italic>UD</italic><sup><italic>j</italic></sup><italic>U</italic><sup>&#x0002A;</sup>, it follows that for each <italic>j</italic> &#x02208; &#x02115;<sub>0</sub> we have</p>
<disp-formula id="E10"><label>(10)</label><mml:math id="M37"><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>U</mml:mi><mml:msup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msup><mml:msup><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:msup><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>U</mml:mi><mml:msup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;for&#x000A0;all&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mi mathvariant='script'>G</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>By Corollary 1, <inline-formula><mml:math id="M38"><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x0222A;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> is a scalable frame for &#x0210D; if and only if <inline-formula><mml:math id="M39"><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x0222A;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> is a scalable frame for &#x0210D;.</p>
<p>By the spectral theorem, a compact self-adjoint operator on a Hilbert space can be unitarily diagonalized. Thus, we can deliver a more precise statement on dynamical frames scalability when a normal operator is involved; we note that the following result in the finite dimensional case can be generalized when working in a separable Hilbert space with a countable orthonormal basis:</p>
<p><bold>Theorem 3</bold>. <italic>Let</italic> <italic>A</italic> &#x0003D; <italic>UDU</italic><sup>&#x0002A;</sup> <italic>be a normal n</italic> &#x000D7; <italic>n matrix, where U is unitary, and D is diagonal, with diagonal entries a</italic><sub>1</sub>, &#x02026;, <italic>a</italic><sub><italic>n</italic></sub> &#x02208; &#x02102;. <italic>Let</italic> <bold>f</bold><sub><italic>s</italic></sub> &#x02208; &#x0210D;, <italic>and set</italic> <inline-formula><mml:math id="M40"><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x02026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, 1 &#x02264; <italic>s</italic> &#x02264; <italic>p</italic>.</p>
<p><italic>The set</italic> <inline-formula><mml:math id="M41"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x0222A;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <italic>is a scalable frame of &#x0210D; if and only if there exists a positive solution w</italic><sub><italic>s</italic>,0</sub>, <italic>w</italic><sub><italic>s</italic>, 1</sub>, &#x02026;, <italic>w</italic><sub><italic>s</italic>,<italic>L</italic><sub><italic>s</italic></sub></sub>, 1 &#x02264; <italic>s</italic> &#x02264; <italic>p to the system of equations</italic></p>
<disp-formula id="E11"><label>(11)</label><mml:math id="M42"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msubsup><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent='true'><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mover accent='true'><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo>&#x02026;</mml:mo><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mover accent='true'><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msubsup><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msup><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo>&#x02026;</mml:mo><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p><italic>for all i, j</italic> &#x0003D; 1, &#x02026;, <italic>n</italic>, <italic>i</italic> &#x02260; <italic>j</italic>.</p>
<p><italic>Proof</italic>: Let <italic>D</italic> be the unitary diagonalization of <italic>A</italic>, with diagonal entries <italic>a</italic><sub>1</sub>, &#x02026;, <italic>a</italic><sub><italic>n</italic></sub> &#x02208; &#x02102;, and let <inline-formula><mml:math id="M43"><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x02026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02102;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, <italic>s</italic> &#x02208; {1, &#x022EF;&#x000A0;, <italic>p</italic>}, <italic>p</italic> &#x02265; 1.</p>
<p>The set <inline-formula><mml:math id="M44"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x0222A;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a scalable frame for &#x0210D; if and only if there exist scaling coefficients <italic>w</italic><sub><italic>s</italic>,0</sub>, <italic>w</italic><sub><italic>s</italic>, 1</sub>, &#x02026;, <italic>w</italic><sub><italic>s</italic>,<italic>L</italic><sub><italic>s</italic></sub></sub>, 1 &#x02264; <italic>s</italic> &#x02264; <italic>p</italic>, which satisfy <inline-formula><mml:math id="M45"><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder class="msub"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mo>&#x02329;</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x0232A;</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> for all <bold>f</bold> &#x02208; &#x0210D;. Restating the last equality in matrix product form illuminates the fact that <inline-formula><mml:math id="M46"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> need to be the positive solutions to the weighted system of Equation (11).</p>
<p>By Corollary 1 the conclusion of the theorem holds true for a finite dimensional Hilbert space &#x0210D;.</p>
<p>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x025A1;</p>
<p><bold>Theorem 4</bold>. <italic>If n</italic> &#x02265; 3, <italic>then a normal operator on</italic> &#x0211D;<sup><italic>n</italic></sup> <italic>can not generate a strictly scalable dynamical frame from a single vector in</italic> &#x0211D;<sup><italic>n</italic></sup>.</p>
<p><italic>Proof</italic>: The Equation (11) implies that for the first three <inline-formula><mml:math id="M47"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi></mml:math></inline-formula>, we always have the relation <italic>a</italic><sub>1</sub><italic>a</italic><sub>2</sub>, <italic>a</italic><sub>1</sub><italic>a</italic><sub>3</sub>, and <italic>a</italic><sub>2</sub><italic>a</italic><sub>3</sub> are all negative numbers assuming <italic>w</italic><sub><italic>i</italic></sub> &#x02260; 0, <italic>i</italic> &#x0003D; 1, 2, 3, which is not possible. Thus any diagonal operator for &#x0211D;<sup><italic>n</italic></sup> can not generate a strictly scalable frame from a single vector in &#x0211D;<sup><italic>n</italic></sup>.</p>
<p>Although a normal operator on &#x0211D;<sup><italic>n</italic></sup> can not generate a strictly scalable dynamical frame from a single vector, there do exist normal operators on &#x02102;<sup><italic>n</italic></sup> which generate scalable dynamical frames, for example harmonic tight frames.</p>
<p>The problem of finding specific conditions under which the set in item (ii) in Corollary 1 is a scalable frame for &#x0210D; is still open for operators which do not possess a unitary diagonalization. For this reason, we further study several operators with special structures, such as block-diagonal operators (section 4) and companion operators (section 5).</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s4">
<title>4. Block-diagonal operators</title>
<p>In this section, we explore the case when the operator <italic>A</italic> is of block-diagonal form. Block-diagonal operators give us a chance to offer a partial answer to (Q1) in the case when we don&#x00027;t have a unitary diagonalization.</p>
<p>Let <italic>A</italic><sub><italic>s</italic></sub>:&#x0210D;<sub><italic>s</italic></sub> &#x02192; &#x0210D;<sub><italic>s</italic></sub> be an operator on &#x0210D;<sub><italic>s</italic></sub>, with dim &#x0210D;<sub><italic>s</italic></sub> &#x0003D; <italic>n</italic><sub><italic>s</italic></sub>, 1 &#x02264; <italic>s</italic> &#x02264; <italic>p</italic>. Let <italic>A</italic>:&#x0210D; &#x02192; &#x0210D; be a block-diagonal operator on <inline-formula><mml:math id="M48"><mml:mi>&#x0210D;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x02295;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x0210D;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, constructed as follows:</p>
<disp-formula id="E12"><label>(12)</label><mml:math id="M49"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x02026;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x02026;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>Let <bold>v</bold> &#x02208; &#x0210D;<sub><italic>s</italic></sub> for some 1 &#x02264; <italic>s</italic> &#x02264; <italic>p</italic>. If &#x0210D; is the direct sum of a family (&#x0210D;<sub><italic>s</italic></sub>)<sub><italic>s</italic></sub> of Hilbert space, for each index <italic>s</italic> there exists a canonical inclusion <italic>i</italic><sub><italic>s</italic></sub> of &#x0210D;<sub><italic>s</italic></sub> into <italic>H</italic>. We say that <bold>v</bold> is <italic>well-embeded</italic> in <bold>f</bold> &#x02208; &#x0210D; with respect to operator (Equation 12) if <bold>f</bold> &#x0003D; <italic>i</italic><sub><italic>s</italic></sub>(<bold>v</bold>).</p>
<p><bold>Theorem 5</bold>. <italic>Let A</italic><sub><italic>s</italic></sub>:&#x0210D;<sub><italic>s</italic></sub> &#x02192; &#x0210D;<sub><italic>s</italic></sub> <italic>be an operator on</italic> &#x0210D;<sub><italic>s</italic></sub>, <italic>with</italic> dim &#x0210D;<sub><italic>s</italic></sub> &#x0003D; <italic>n</italic><sub><italic>s</italic></sub>, 1 &#x02264; <italic>s</italic> &#x02264; <italic>p</italic>. <italic>Let A</italic>:&#x0210D; &#x02192; &#x0210D; <italic>be a block-diagonal operator on</italic> <inline-formula><mml:math id="M50"><mml:mi>&#x0210D;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x02295;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x0210D;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <italic>constructed as in</italic> Equation (12). <italic>Let</italic> <bold>v</bold><sub><italic>s</italic>,1</sub>&#x02026;, <bold>v</bold><sub><italic>s</italic>,<italic>m</italic><sub><italic>s</italic></sub></sub> &#x02208; &#x0210D;<sub><italic>s</italic></sub>, 1 &#x02264; <italic>s</italic> &#x02264; <italic>p be well-embedded in</italic> <bold>f</bold><sub><italic>s</italic>,1</sub>, &#x02026;, <bold>f</bold><sub><italic>s</italic>,<italic>m</italic><sub><italic>s</italic></sub></sub> &#x02208; &#x0210D;, 1 &#x02264; <italic>s</italic> &#x02264; <italic>p</italic>.</p>
<disp-formula id="E13"><label>(13)</label><mml:math id="M51"><mml:mi>T</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mo>&#x0222A;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x0007B;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x0007D;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mstyle></mml:math></disp-formula>
<p><italic>is a (scalable) frame of</italic> &#x0210D; <italic>if and only if</italic> <inline-formula><mml:math id="M52"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> <italic>are (scalable) frames of</italic> &#x0210D;<sub><italic>s</italic></sub> <italic>for all</italic> 1 &#x02264; <italic>s</italic> &#x02264; <italic>p</italic>.</p>
<p><italic>Proof</italic>: We assume that all <italic>m</italic><sub><italic>s</italic></sub> &#x0003D; 1, i.e., <bold>f</bold><sub><italic>s,k</italic></sub> &#x0003D; <bold>f</bold><sub><italic>s</italic></sub>, <bold>v</bold><sub><italic>s,k</italic></sub> &#x0003D; <bold>v</bold><sub><italic>s</italic></sub>, and <italic>L</italic><sub><italic>s,k</italic></sub> &#x0003D; <italic>L</italic><sub><italic>s</italic></sub>, 1 &#x02264; <italic>s</italic> &#x02264; <italic>p</italic>, to simplify the presentation of the proof. The matrix representation of <inline-formula><mml:math id="M53"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x0222A;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> with scaling coefficients <italic>w</italic><sub><italic>s, j</italic></sub>, 0 &#x02264; <italic>j</italic> &#x02264; <italic>L</italic><sub><italic>s</italic></sub> for each <italic>s</italic> &#x0003D; 1, &#x02026;, <italic>p</italic> is of block-diagonal form:</p>
<disp-formula id="E14"><mml:math id="M54"><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x02026;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x022F1;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x02026;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>If <italic>F</italic> is a tight frame, then row vectors of <italic>F</italic> are orthogonal and have the same norm and so does <inline-formula><mml:math id="M55"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02026;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for each <italic>s</italic> &#x0003D; 1, &#x02026;, <italic>p</italic>. This implies that the system <inline-formula><mml:math id="M56"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> is a scalable frame for &#x0210D;<sub><italic>s</italic></sub> for all 1 &#x02264; <italic>s</italic> &#x02264; <italic>p</italic>.</p>
<p>Now, suppose that for each 1 &#x02264; <italic>s</italic> &#x02264; <italic>p</italic>, the system <inline-formula><mml:math id="M57"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> is a scalable frame for &#x0210D;<sub><italic>s</italic></sub>. Then, there exist some scaling coefficients <italic>w</italic><sub><italic>s, j</italic></sub>, 1 &#x02264; <italic>s</italic> &#x02264; <italic>p</italic>, 0 &#x02264; <italic>j</italic> &#x02264; <italic>L</italic><sub><italic>s</italic></sub>, such that <inline-formula><mml:math id="M58"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a Parseval frame for each <italic>s</italic> &#x0003D; 1, &#x02026;<italic>p</italic>.&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x025A1;</p>
<p>Block operators we can employ in Theorem 5 include:</p>
<p><bold>Example 1</bold>. <italic>Let a, b, c, d be real numbers</italic>.</p>
<list list-type="order">
<list-item><p><italic>The operator</italic> <inline-formula><mml:math id="M200"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>a</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>c</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>b</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>d</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <italic>in</italic> &#x0211D;<sup>2</sup> <italic>generates a tight frame</italic> <inline-formula><mml:math id="M59"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> <italic>if a</italic> &#x02260; &#x02212;<italic>d</italic>, <inline-formula><mml:math id="M60"><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x000B1;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle class="text"><mml:mtext class="textrm" mathvariant="italic">and</mml:mtext></mml:mstyle></mml:math></inline-formula> <inline-formula><mml:math id="M61"><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x02213;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p></list-item>
<list-item><p><italic>The operator</italic> <inline-formula><mml:math id="M201"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>a</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>c</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>b</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>d</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <italic>in</italic> &#x0211D;<sup>2</sup> <italic>generates a tight frame</italic> <inline-formula><mml:math id="M62"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> <italic>if a</italic> &#x0003E; 0 <italic>and</italic> <inline-formula><mml:math id="M63"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item><p><italic>The operator</italic> <inline-formula><mml:math id="M309"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>a</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>b</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <italic>generates a strictly scalable frame</italic> <inline-formula><mml:math id="M64"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> <italic>if a</italic> &#x0002B; <italic>b</italic><sup>2</sup> &#x0003C; 0.</p></list-item>
<list-item><p><italic>The operator</italic> <inline-formula><mml:math id="M300"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>a</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>c</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>b</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>d</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <italic>generates a strictly scalable frame</italic> <inline-formula><mml:math id="M65"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> <italic>if a</italic> &#x0003E; 0 <italic>and</italic> <inline-formula><mml:math id="M66"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>.</p></list-item>
</list>
<p>The conditions for Example 1(b) are obtained from the following proposition:</p>
<p><bold>Proposition 1</bold>. <italic>Let a, b, c, d be real numbers such that a</italic> &#x0003E; 0 <italic>and abcd</italic> &#x02260; 0. <italic>Then the following two statements are equivalent</italic>:</p>
<list list-type="order">
<list-item><p><inline-formula><mml:math id="M67"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item><p><italic>The system</italic>
<disp-formula id="E15"><mml:math id="M68"><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>a</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>c</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>b</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>d</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p></list-item>
</list>
<p>is a strictly scalable frame for &#x0211D;<sup>2</sup>.</p>
<p><italic>Proof</italic>. We first note that the condition <inline-formula><mml:math id="M69"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> is equivalent to (<inline-formula><mml:math id="M70"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>) or (<inline-formula><mml:math id="M71"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>).</p>
<p>(1) &#x021D2; (2): The conditions <inline-formula><mml:math id="M72"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> imply that</p>
<disp-formula id="E16"><mml:math id="M73"><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></disp-formula>
<p>and the conditions <inline-formula><mml:math id="M74"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> imply that</p>
<disp-formula id="E17"><mml:math id="M75"><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1.</mml:mn></mml:math></disp-formula>
<p>Then</p>
<disp-formula id="E18"><mml:math id="M76"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt></mml:math></disp-formula>
<p>are positive numbers and</p>
<disp-formula id="E19"><mml:math id="M77"><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>x</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>is a Parseval frame for &#x0211D;<sup>2</sup>.</p>
<p>(1) &#x021D0; (2): If the system <italic>F</italic> is strictly scalable, then the normalized system</p>
<disp-formula id="E20"><mml:math id="M78"><mml:msup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>is a unit-norm scalable frame. The Gramian matrix of diagram vectors of <italic>F</italic>&#x02032; has positive scalings in its null space:</p>
<disp-formula id="E21"><label>(14)</label><mml:math id="M79"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:msup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E22"><label>(15)</label><mml:math id="M80"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0.</mml:mn></mml:math></disp-formula>
<p>Inequality (Equation 15) implies that <inline-formula><mml:math id="M81"><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Next we show that <inline-formula><mml:math id="M82"><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>In case <italic>b</italic> &#x0003E; 0, inequality (Equation 14) implies that</p>
<disp-formula id="E23"><mml:math id="M83"><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>If (<italic>c</italic> &#x0003E; 0 and <italic>ac</italic> &#x0002B; <italic>bd</italic> &#x02265; 0) or (<italic>c</italic> &#x0003C; 0 and <italic>ac</italic> &#x0002B; <italic>bd</italic> &#x02264; 0), then <italic>a</italic><sup>2</sup><italic>cd</italic> &#x0002B; <italic>abd</italic><sup>2</sup> &#x0003E; 0, which implies <inline-formula><mml:math id="M84"><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>. If <italic>c</italic> &#x0003E; 0 and <italic>ac</italic> &#x0002B; <italic>bd</italic> &#x0003C; 0, then <italic>ac</italic> &#x0003C; &#x02212;<italic>bd</italic>, which implies <inline-formula><mml:math id="M85"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> since <italic>ac</italic> &#x0003E; 0. Similarly, if <italic>c</italic> &#x0003C; 0 and <italic>ac</italic> &#x0002B; <italic>bd</italic> &#x0003E; 0, then <italic>ac</italic> &#x0003E; &#x02212;<italic>bd</italic>, which implies <inline-formula><mml:math id="M86"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> since <italic>ac</italic> &#x0003C; 0. This is equivalent to <inline-formula><mml:math id="M87"><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>In case <italic>b</italic> &#x0003C; 0, suppose that <inline-formula><mml:math id="M88"><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Multiply both sides by the positive number &#x02212;<italic>abd</italic><sup>2</sup>. On one hand we have <italic>a</italic><sup>2</sup><italic>cd</italic> &#x02265; &#x02212;<italic>abd</italic><sup>2</sup> and on the other hand, from inequality (14), we have <italic>a</italic><sup>2</sup><italic>cd</italic> &#x02212; <italic>abc</italic><sup>2</sup> &#x0003C; &#x02212;<italic>abd</italic><sup>2</sup> &#x0002B; <italic>b</italic><sup>2</sup><italic>cd</italic>. Since <italic>a</italic><sup>2</sup><italic>cd</italic> &#x02265; &#x02212;<italic>abd</italic><sup>2</sup>, we have &#x02212;<italic>abd</italic><sup>2</sup> &#x02212; <italic>abc</italic><sup>2</sup> &#x0003C; &#x02212;<italic>abd</italic><sup>2</sup> &#x0002B; <italic>b</italic><sup>2</sup><italic>cd</italic>, which implies <inline-formula><mml:math id="M89"><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>. This contradicts our assumption.&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x025A1;</p>
<p><bold>Proposition 2</bold>. <italic>Let i, j, k, l</italic> &#x02208; &#x02115; <italic>be such that p</italic> &#x0003C; <italic>k</italic> &#x02264; <italic>n, q</italic> &#x0003C; <italic>l</italic> &#x02264; <italic>n</italic>, <italic>and let N</italic> &#x02208; &#x02115;. <italic>For each m</italic> &#x0003D; 1, &#x02026;, <italic>N</italic>, <italic>we define</italic> <inline-formula><mml:math id="M90"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> <italic>as</italic></p>
<disp-formula id="E24"><mml:math id="M91"><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p><italic>If for each m</italic> &#x0003D; 1, &#x02026;, <italic>N</italic>, <italic>a</italic><sub><italic>m</italic></sub>, <italic>b</italic><sub><italic>m</italic></sub>, <italic>c</italic><sub><italic>m</italic></sub> <italic>and d</italic><sub><italic>m</italic></sub> <italic>satisfy the conditions of Proposition 1, and the system</italic></p>
<disp-formula id="E25"><label>(16)</label><mml:math id="M92"><mml:mo>&#x0007B;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>e</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x0007D;</mml:mo><mml:mo>&#x0222A;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>&#x0222A;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>e</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>e</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p><italic>spans</italic> &#x0211D;<sup><italic>n</italic></sup>, <italic>then Equation (16) is a strictly scalable frame for</italic> &#x0211D;<sup><italic>n</italic></sup>.</p>
<sec>
<title>4.1. Generalization</title>
<p>The problem of generating a frame by iterative actions of a block-diagonal operator (Equation 12) is equivalent to the problem of generating a frame by iterative actions of multiple operators. So, we pose the question: Given operators <italic>A</italic><sub><italic>s</italic></sub>, <italic>s</italic> &#x02208; &#x02115;, on a separable Hilbert space &#x0210D;, and fixed vectors <bold>v</bold> &#x02208; <italic>G</italic> &#x02282; &#x0210D;, when is the collection {<italic>A</italic><sub><italic>s</italic></sub><bold>v</bold>|<italic>s</italic> &#x02208; &#x02115;, <bold>v</bold> &#x02208; <italic>G</italic>} a (scalable) frame for &#x0210D;?</p>
<p>Such frames would naturally arise in applications; for instance, let <bold>f</bold> &#x02208; &#x0210D; be the initial state of a physical system that evolves through time, and let the sequence of bounded operators <inline-formula><mml:math id="M93"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mi>&#x02115;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> describe the evolution of that physical system i.e., <inline-formula><mml:math id="M94"><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mstyle></mml:math></inline-formula> is the <italic>s</italic>th state of the system at time <italic>t</italic><sub><italic>s</italic></sub>. Assume there are several fixed sampling locations <bold>v</bold> &#x02208; <italic>G</italic> &#x02286; &#x0210D;, where samples of the evolved state are taken:</p>
<disp-formula id="E26"><mml:math id="M95"><mml:mo>&#x02329;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>&#x0232A;</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x02329;</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>&#x0232A;</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>Clearly, <bold>f</bold> can be recovered from the set of samples <inline-formula><mml:math id="M96"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02329;</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>f</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>&#x0232A;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> if and only if {<italic>A</italic><sub><italic>s</italic></sub><bold>v</bold>|<bold>v</bold> &#x02208; <italic>G, s</italic> &#x02208; &#x02115;} is a frame for &#x0210D;. Note that this type of a frame is a generalization of frames of iterative actions of operators, when one or more operators are involved.</p>
<p>For a frame generated by actions of a sequence of operators, we find that its canonical dual frame has similar structure:</p>
<p><bold>Theorem 6</bold>. <italic>Let A</italic><sub><italic>s</italic></sub>, <italic>s</italic> &#x02208; <italic>I be a sequence of operators on a separable Hilbert space</italic> &#x0210D;, <italic>and let G</italic> &#x02282; &#x0210D;. <italic>Suppose F</italic>(<italic>A</italic><sub><italic>s</italic></sub>, <italic>I</italic>): &#x0003D; {<italic>A</italic><sub><italic>s</italic></sub><bold>v</bold>|<italic>s</italic> &#x02208; <italic>I</italic>, <bold>v</bold> &#x02208; <italic>G</italic>} <italic>is a frame for</italic> &#x0210D;, <italic>with frame operator S</italic>. <italic>Then its canonical dual frame is</italic></p>
<disp-formula id="E27"><label>(17)</label><mml:math id="M97"><mml:mo>&#x0007B;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x0007D;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext mathvariant="italic">&#x000A0;&#x000A0;where&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p><italic>Proof</italic>: If <italic>S</italic> denotes the frame operator of the frame <italic>F</italic>(<italic>A</italic><sub><italic>s</italic></sub>, <italic>I</italic>) for &#x0210D;, then its canonical dual frame elements are <inline-formula><mml:math id="M98"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>v</mml:mtext></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>, <bold>v</bold> &#x02208; <italic>G</italic>.</p>
<p>Since <italic>SS</italic><sup>&#x02212;1</sup> is the identity operator, and <inline-formula><mml:math id="M99"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi></mml:math></inline-formula>, we obtain that the dual frame elements are</p>
<disp-formula id="E28"><mml:math id="M100"><mml:msup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:msup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>v</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;where&#x000A0;</mml:mtext><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x025A1;</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s5">
<title>5. Companion operators and generalizations</title>
<p>Let <italic>a</italic><sub>1</sub>, &#x02026;, <italic>a</italic><sub><italic>n</italic></sub> &#x02208; &#x0211D; which are not all zeros; then
<graphic xlink:href="fams-03-00022-i0001.tif"/></p>
<p>is called a companion operator [<xref ref-type="bibr" rid="B14">14</xref>].</p>
<p><bold>Proposition 3</bold>. <italic>Let the dynamical operator A be a companion operator (18) in</italic> &#x0211D;<sup><italic>n</italic></sup>, <italic>then we have</italic></p>
<list list-type="order">
<list-item><p><inline-formula><mml:math id="M101"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p></list-item>
<list-item><p><italic>for any orthogonal matrix U</italic>, <italic>the operator UAU</italic><sup>&#x02212;1</sup> <italic>generates an orthonormal basis U</italic>.</p></list-item>
</list>
<p>It is known that the standard orthonormal basis <italic>B</italic> can not be extended to a scalable frame by adding one vector <bold>f</bold> &#x02208; &#x0210D;\<italic>B</italic>, [<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B11">11</xref>]. Thus, we explore when one can generate a dynamical frame by adding two vectors. Although a companion operator <italic>A</italic> does not generate a scalable frame <inline-formula><mml:math id="M102"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, it can generate a scalable frame <inline-formula><mml:math id="M103"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> under certain conditions. Using the companion operator <italic>A</italic>, we have</p>
<disp-formula id="E29"><label>(19)</label><mml:math id="M104"><mml:msubsup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>e</mml:mi></mml:mstyle><mml:mstyle><mml:mn>1</mml:mn></mml:mstyle></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>e</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x02026;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>e</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>e</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>e</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x02026;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>e</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>g</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>where</p>
<disp-formula id="E30"><mml:math id="M105"><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;and&#x000A0;</mml:mtext><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>g</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle><mml:mi>a</mml:mi></mml:mstyle><mml:mstyle><mml:mn>1</mml:mn></mml:mstyle></mml:msub><mml:msub><mml:mstyle><mml:mi>a</mml:mi></mml:mstyle><mml:mstyle><mml:mi>n</mml:mi></mml:mstyle></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle><mml:mi>a</mml:mi></mml:mstyle><mml:mstyle><mml:mn>1</mml:mn></mml:mstyle></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle><mml:mi>a</mml:mi></mml:mstyle><mml:mstyle><mml:mn>2</mml:mn></mml:mstyle></mml:msub><mml:msub><mml:mstyle><mml:mi>a</mml:mi></mml:mstyle><mml:mstyle><mml:mi>n</mml:mi></mml:mstyle></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle><mml:mi>a</mml:mi></mml:mstyle><mml:mstyle><mml:mn>2</mml:mn></mml:mstyle></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle><mml:mi>a</mml:mi></mml:mstyle><mml:mstyle><mml:mn>3</mml:mn></mml:mstyle></mml:msub><mml:msub><mml:mstyle><mml:mi>a</mml:mi></mml:mstyle><mml:mstyle><mml:mi>n</mml:mi></mml:mstyle></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle><mml:mi>a</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mstyle><mml:mi>n</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mstyle><mml:mn>2</mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle><mml:mi>a</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mstyle><mml:mi>n</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mstyle><mml:mn>1</mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mstyle><mml:mi>a</mml:mi></mml:mstyle><mml:mstyle><mml:mi>n</mml:mi></mml:mstyle></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle><mml:mi>a</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mstyle><mml:mi>n</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mstyle><mml:mn>1</mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle><mml:mi>a</mml:mi></mml:mstyle><mml:mstyle><mml:mi>n</mml:mi></mml:mstyle><mml:mstyle><mml:mn>2</mml:mn></mml:mstyle></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p><bold>Proposition 4</bold>. [<xref ref-type="bibr" rid="B11">11</xref>] <italic>Let</italic> {<bold>e</bold><sub>1</sub>, &#x02026;<bold>e</bold><sub><italic>n</italic></sub>} <italic>be the standard orthonormal basis in</italic> &#x0211D;<sup><italic>n</italic></sup> <italic>with n</italic> &#x02265; 2. <italic>Let</italic> <bold>f</bold> <italic>and</italic> <bold>g</bold> <italic>be two unit-norm vectors in</italic> &#x0211D;<sup><italic>n</italic></sup>.</p>
<p><italic>If either system</italic> {<bold>e</bold><sub>1</sub>, &#x02026;<bold>e</bold><sub><italic>n</italic></sub>, <bold>f</bold>, <bold>g</bold>} <italic>or</italic> {<bold>e</bold><sub>1</sub>, &#x02026;<bold>e</bold><sub><italic>n</italic>&#x02212;1</sub>, <bold>f</bold>, <bold>g</bold>} <italic>is scalable, then</italic> <bold>f</bold> <italic>and</italic> <bold>g</bold> <italic>have only two nonzero elements in the same entries</italic>.</p>
<p>We now assume that <inline-formula><mml:math id="M106"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> is scalable. Then by Proposition 4, <italic>a</italic><sub><italic>m</italic></sub> &#x0003D; 0 implies that <italic>a</italic><sub><italic>m</italic>&#x02212;1</sub> &#x0003D; 0 for <italic>m</italic> &#x02265; 2. This implies that <italic>a</italic><sub>1</sub> &#x0003D; &#x02026; &#x0003D; <italic>a</italic><sub><italic>n</italic>&#x02212;2</sub> &#x0003D; 0. A consequence of this is the following result.</p>
<p><bold>Proposition 5</bold>. <italic>Let a and b be real numbers such that a</italic> &#x0003E; 0 <italic>and</italic> <inline-formula><mml:math id="M107"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>. <italic>Then the companion operator A in</italic> &#x0211D;<sup><italic>n</italic></sup>,</p>
<disp-formula id="E31"><label>(20)</label><mml:math id="M108"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn>...</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn>...</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn>...</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>a</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn>...</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>b</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p><italic>generates a strictly scalable frame</italic> <inline-formula><mml:math id="M109"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>.</p>
<p><italic>Proof</italic>: We have</p>
<disp-formula id="E32"><label>(21)</label><mml:math id="M110"><mml:msubsup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>e</mml:mi></mml:mstyle><mml:mstyle><mml:mn>1</mml:mn></mml:mstyle></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>a</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>b</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>b</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>which is strictly scalable.&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x025A1;</p>
<p>We note that the operator <italic>A</italic> in Equation (20) is not diagonalizable.</p>
<p><bold>Example 2</bold>. <italic>Let a and b be real numbers such that</italic> <inline-formula><mml:math id="M111"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> <italic>and a</italic> &#x0003E; 0. <italic>Then the operator</italic></p>
<disp-formula id="E33"><label>(22)</label><mml:math id="M112"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x02026;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x02026;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x02026;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x02026;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>a</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>c</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x02026;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>b</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>d</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p><italic>generates a strictly scalable frame</italic> <inline-formula><mml:math id="M113"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> <italic>for</italic> &#x0211D;<sup><italic>n</italic></sup>.</p>
<p><italic>Proof</italic>: We have</p>
<disp-formula id="E34"><label>(23)</label><mml:math id="M114"><mml:msubsup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>e</mml:mi></mml:mstyle><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>a</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>b</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>The strict scalability follows by Example 1.&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x025A1;</p>
<p><bold>Example 3</bold>. <italic>Let</italic> 2 sin<sup>2</sup>(&#x003D5;) &#x02212; 1 &#x0003E; 0 <italic>and let</italic></p>
<disp-formula id="E35"><label>(24)</label><mml:math id="M115"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x000B1;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x02026;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x000B1;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x02026;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x02026;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x000B1;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x02026;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>cos&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mtext>sin&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x02026;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>sin&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>cos&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p><italic>The set</italic></p>
<disp-formula id="E36"><label>(25)</label><mml:math id="M116"><mml:mo>&#x0007B;</mml:mo><mml:msub><mml:mtext mathvariant="italic-bold">e</mml:mtext><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:msub><mml:mtext mathvariant="italic-bold">e</mml:mtext><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msub><mml:mtext mathvariant="italic-bold">e</mml:mtext><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0007D;</mml:mo><mml:mo>&#x0222A;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mo>&#x0222A;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>&#x0007B;</mml:mo><mml:msub><mml:mtext mathvariant="italic-bold">e</mml:mtext><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:msub><mml:mtext mathvariant="italic-bold">e</mml:mtext><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x02026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mtext mathvariant="italic-bold">e</mml:mtext><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x0007D;</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle></mml:math></disp-formula>
<p>is a strictly scalable frame of &#x0211D;<sup><italic>n</italic></sup>.</p>
</sec>
<sec id="s6">
<title>6. Concluding remarks</title>
<p>We have studied the scalability of dynamical frames in a separable Hilbert space &#x0210D;. Given an operator <italic>A</italic> on &#x0210D; and a (at most countable) set <italic>G</italic> &#x02282; &#x0210D;, we have explored the relations between <italic>A</italic>, <italic>G</italic> and the number of iterations that make the system (1) a scalable frame. In section 3.1 we have fully answered question (Q1) in finite dimensions, when working with a normal operator. We have also studied operators with specialized structures, such as block-diagonal operators (section 4), and companion operators (section 5), which are not necessarily normal; for instance, note that the block-diagonal matrix <italic>A</italic> in Theorem 5 cannot be normal if one of its blocks is not normal.</p>
<p>In adition, we have established the canonical dual frame for frames of type <italic>F</italic><sub><italic>G</italic></sub>(<italic>A</italic>); in particular, we showed that the canonical dual frame has, as anticipated, an iterative set structure; in section 4.1, we had generalized the notion of dynamical frames to the notion of frames generated by sequences of operators, and verified that the canonical dual frame result is generalized as well (Theorem 6); this type of result holds true in any separable Hilbert space &#x0210D;.</p>
</sec>
<sec id="s7">
<title>Author contributions</title>
<p>All authors listed, have made substantial, direct and intellectual contribution to the work, and approved it for publication.</p>
<sec>
<title>Conflict of interest statement</title>
<p>The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest</p>
</sec>
</sec>
</body>
<back>
<ack><p>We express our gratitude to Professor S. Narayan for many helpful conversations on this work.</p>
</ack>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="B1">
<label>1.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Aldroubi</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Cabrelli</surname> <given-names>C</given-names></name> <name><surname>Molter</surname> <given-names>U</given-names></name> <name><surname>Tang</surname> <given-names>S</given-names></name></person-group>. <article-title>Dynamical sampling</article-title>. <source>Appl Comput Harmonic Anal.</source> (<year>2017</year>) <volume>42</volume>:<fpage>378</fpage>&#x02013;<lpage>401</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.acha.2015.08.014</pub-id></citation></ref>
<ref id="B2">
<label>2.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Aldroubi</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Petrosyan</surname> <given-names>A</given-names></name></person-group>. <article-title>Dynamical sampling and systems from iterative actions of operators</article-title>. In: <person-group person-group-type="editor"><name><surname>Pesenson</surname> <given-names>I</given-names></name> <name><surname>Le Gia</surname> <given-names>Q</given-names></name> <name><surname>Mayeli</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Mhaskar</surname> <given-names>H</given-names></name> <name><surname>Zhou</surname> <given-names>DX</given-names></name></person-group> editors. <source>Frames and Other Bases in Abstract and Function Spaces: Novel Methods in Harmonic Analysis</source>, <publisher-loc>Cham</publisher-loc>: <publisher-name>Springer Int. Publishing</publisher-name> (<year>2017</year>). pp. <fpage>15</fpage>&#x02013;<lpage>26</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/978-3-319-55550-8_2</pub-id></citation></ref>
<ref id="B3">
<label>3.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Aldroubi</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Cabrelli</surname> <given-names>C</given-names></name> <name><surname>Cakmak</surname> <given-names>AF</given-names></name> <name><surname>Molter</surname> <given-names>U</given-names></name> <name><surname>Petrosyan</surname> <given-names>A</given-names></name></person-group>. <article-title>Iterative actions of normal operators</article-title>. <source>J Funct Anal.</source> (<year>2017</year>) <volume>272</volume>: <fpage>1121</fpage>&#x02013;<lpage>46</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jfa.2016.10.027</pub-id></citation></ref>
<ref id="B4">
<label>4.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Tang</surname> <given-names>S</given-names></name></person-group>. <article-title>System identification in dynamical sampling</article-title>. <source>Adv Comput Math.</source> (<year>2017</year>) <volume>43</volume>: <fpage>555</fpage>&#x02013;<lpage>80</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s10444-016-9497-5</pub-id></citation></ref>
<ref id="B5">
<label>5.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Aldroubi</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Davis</surname> <given-names>J</given-names></name> <name><surname>Krishtal</surname> <given-names>I.</given-names></name></person-group> <article-title>Exact reconstruction of signals in evolutionary systems via spatiotemporal trade-off</article-title>. <source>J Fourier Anal Appl.</source> (<year>2015</year>) <volume>21</volume>:<fpage>11</fpage>&#x02013;<lpage>31</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s00041-014-9359-9</pub-id></citation></ref>
<ref id="B6">
<label>6.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Aldroubi</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Davis</surname> <given-names>J</given-names></name> <name><surname>Krishtal</surname> <given-names>I</given-names></name></person-group>. <article-title>Dynamical sampling: time space trade-Off</article-title>. <source>Appl Comput Harmon Anal.</source> (<year>2013</year>) <volume>34</volume>:<fpage>495</fpage>&#x02013;<lpage>503</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.acha.2012.09.002</pub-id></citation></ref>
<ref id="B7">
<label>7.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Cahill</surname> <given-names>J</given-names></name> <name><surname>Chen</surname> <given-names>X</given-names></name></person-group>. <article-title>A note on scalable frames</article-title>. In: <source>Proceedings of the 10th International Conference on Sampling Theory and Applications</source>, <publisher-loc>Bremen</publisher-loc> (<year>2013</year>). p. <fpage>93</fpage>&#x02013;<lpage>96</lpage>.</citation></ref>
<ref id="B8">
<label>8.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Kutyniok</surname> <given-names>G</given-names></name> <name><surname>Okoudjou</surname> <given-names>K</given-names></name> <name><surname>Philipp</surname> <given-names>F</given-names></name></person-group>. <article-title>Scalable frames and convex geometry</article-title>. <source>Contemp Math.</source> (<year>2013</year>) <volume>626</volume>:<fpage>19</fpage>&#x02013;<lpage>32</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1090/conm/626/12507</pub-id></citation></ref>
<ref id="B9">
<label>9.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Kutyniok</surname> <given-names>G</given-names></name> <name><surname>Okoudjou</surname> <given-names>KA</given-names></name> <name><surname>Philipp</surname> <given-names>F</given-names></name> <name><surname>Tuley</surname> <given-names>EK</given-names></name></person-group>. <article-title>Scalable frames</article-title>. <source>Linear Algebra Appl.</source> (<year>2013</year>) <volume>438</volume>:<fpage>2225</fpage>&#x02013;<lpage>38</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.laa.2012.10.046</pub-id></citation></ref>
<ref id="B10">
<label>10.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Copenhaver</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Kim</surname> <given-names>Y</given-names></name> <name><surname>Logan</surname> <given-names>C</given-names></name> <name><surname>Mayfield</surname> <given-names>K</given-names></name> <name><surname>Narayan</surname> <given-names>SK</given-names></name> <name><surname>Petro</surname> <given-names>MJ</given-names></name> <name><surname>Sheperd</surname> <given-names>J</given-names></name></person-group>. <article-title>Diagram vectors and tight frame scaling in finite dimensions</article-title>. <source>Oper Matrices</source> (<year>2014</year>) <volume>8</volume>:<fpage>78</fpage>&#x02013;<lpage>88</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.7153/oam-08-02</pub-id></citation></ref>
<ref id="B11">
<label>11.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Domagalski</surname> <given-names>R</given-names></name> <name><surname>Kim</surname> <given-names>Y</given-names></name> <name><surname>Narayan</surname> <given-names>SK</given-names></name></person-group>. <article-title>On minimal scalings of scalable frames</article-title>. In: <source>Proceedings of the 11th International Conference on Sampling Theory and Applications</source>, <publisher-loc>Washington, DC</publisher-loc> (<year>2015</year>). p. <fpage>91</fpage>&#x02013;<lpage>95</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/SAMPTA.2015.7148857</pub-id></citation></ref>
<ref id="B12">
<label>12.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Chen</surname> <given-names>X</given-names></name> <name><surname>Kutyniok</surname> <given-names>G</given-names></name> <name><surname>Okoudjou</surname> <given-names>KA</given-names></name> <name><surname>Philipp</surname> <given-names>F</given-names></name> <name><surname>Wang</surname> <given-names>R</given-names></name></person-group>. <article-title>Measures of scalability</article-title>. <source>IEEE Trans Inf Theory</source> (<year>2015</year>) <volume>61</volume>:<fpage>4410</fpage>&#x02013;<lpage>23</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TIT.2015.2441071</pub-id></citation></ref>
<ref id="B13">
<label>13.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Benedetto</surname> <given-names>JJ</given-names></name> <name><surname>Fickus</surname> <given-names>M</given-names></name></person-group>. <article-title>Finite normalized tight frames</article-title>. <source>Adv Comput Math.</source> (<year>2003</year>) <volume>18</volume>:<fpage>357</fpage>&#x02013;<lpage>85</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1023/A:1021323312367</pub-id></citation></ref>
<ref id="B14">
<label>14.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Horn</surname> <given-names>RA</given-names></name> <name><surname>Johnson</surname> <given-names>CR</given-names></name></person-group>. <source>Matrix Analysis</source>. <publisher-loc>Cambridge</publisher-loc>: <publisher-name>Cambridge University Press</publisher-name> (<year>2012</year>). <pub-id pub-id-type="doi">10.1017/CBO9781139020411</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">23226127</pub-id></citation></ref>
</ref-list>
<fn-group>
<fn fn-type="financial-disclosure"><p><bold>Funding.</bold> YK was supported by the Central Michigan University FRCE Research Type A Grant &#x00023;C48143. RA was supported by the Ball State University Aspire Research Award &#x00023;I601-16.</p></fn>
</fn-group>
</back>
</article>